(本小题满分16分,第1小题满分4分,第2小题满分6分,第3小题满分6分)
定义数列,如果存在常数,使对任意正整数,总有成立,那么我们称数列为“摆动数列”.
(1)设,,,判断、是否为“摆动数列”,并说明理由;
(2)设数列为“摆动数列”,,求证:对任意正整数,总有成立;
(3)设数列的前项和为,且,试问:数列是否为“摆动数列”,若是,求出的取值范围;若不是,说明理由.
知识点:6.数列的求和
解:(1)假设数列是“摆动数列”,即存在常数,总有对任意成立,
不妨取时,则,取时,则,显然常数不存在,
所以数列不是“摆动数列”;…………………………………………2分
而数列是“摆动数列”,.
由,于是对任意成立,
所以数列是“摆动数列”.…4分
(2)由数列为“摆动数列”,,
即存在常数,使对任意正整数,总有成立.
即有成立.则,…………………6分
所以,……………………………………7分
同理,………………8分
所以.………………………………………………………………9分
因此对任意的,都有成立.………………………………10分
(3)当时,,
当时,,综上,…………12分
即存在,使对任意正整数,总有成立,
所以数列是“摆动数列”;………………………………………………14分
当为奇数时递减,所以,只要即可,
当为偶数时递增,,只要即可.………………15分
综上.所以数列是“摆动数列”,的取值范围是.………16分
略